kwantumstructuur - natuur- scheikundemodule voor 6 vwo

NLT-conferentie 2010: Kwantumstructuur van de materieFlorine Meijer (Junior College Utrecht)

Kwantumstructuur van de materie

Module voor VWO 6 over kwantumfysica en -chemie


Programma

• Even voorstellen

• De module

• Een werkblad bekijken

• Mogelijkheden en ervaringen

• Beschikbaarheid en ondersteuning


Even voorstellen

Florine MeijerJunior College Utrecht www.uu.nl/JCU

Universiteit Utrecht en 26 partnerscholen

uitdagend bètaonderwijs voor vwo 5,6

proeftuin voor onderwijsontwikkeling

Modulecoördinator

Natuurkunde

http://www.uu.nl/JCU

http://www.uu.nl/JCU


De module: inhoud

Bron: www.wordle.net

http://www.wordle.net/


De module: structuur

Gemeenschappelijk deel

A Golven en Deeltjes

Kwantumtheorie van licht en elektronen

Keuzedelen B1 Elementaire deeltjes

De bouwstenen van de materie en hoe we ze kennen

B2 Kwantumchemie

Chemische eigenschappen verklaard met kwantumtheorie


De module: inhoud

A. Golven en DeeltjesLicht, elektronen, golf-deeltjedualiteitWaarschijnlijkheid, p = h / Deeltje in doosje: energieniveaus, kleuren, stevigheid

B1. Elementaire deeltjesDetectoren, versnellersElektronen, muonen, neutrino’s, protonen, neutronen, kaonen, pionen, …Ordening, quarksKrachten, reacties, symmetrie, FeynmandiagrammenStandaardmodel, toepassen op echte CERN-metingen

B2. KwantumchemieOrbitalen, kwantumgetallen n,l,mElektronenconfiguraties: periodiek systeem, spectraValentiebindingstheoriePi-binding, sigma-binding, ruimtelijke vorm van moleculenMoleculaire orbitaaltheorie


De module: ingrediënten

• Reader

• Opgaven

• Werkbladen– Bij elk deel nu ± 3 (wordt meer?)

• Practicum– Deel A: bijv. interferentie met losse fotonen– Deel B1: Hands-on CERN– Deel B2: Fluoresceïne


De module: voorbeeld van een werkblad

Hands-on CERNAnalyseren

Onderling vergelijken

Vergelijken theorie

“Het verwerken van de metingen

van CERN heb ik als het meest

interessante deel van de module

ervaren, voornamelijk omdat ik

daardoor een idee kreeg over wat

het analyseren van metingen nu

eigenlijk inhoudt.” (JCU-leerling)

http://hands-on-cern.physto.se/





De module: voorbeeld van een opgave

Orbitalen 1. Vergelijk de orbitalen 4s en

3d op de volgende site: winter.group.shef.ac.uk/orbitron/

en beschrijf wat je opvalt.

2. Wat betekent dit voor de vorm van atomen met wel of geen elektronen in de 3d orbitalen?

http://winter.group.shef.ac.uk/orbitron/





Een werkblad bekijken

• Uit deel B1:Werkblad Operatie Poltergeist

• Uit deel B2:Werkblad Atoombouw en Periodiek systeem


Mogelijkheden

VWO klas 6

Bij NLT in Domein Bdeel A + B1 of A + B2

Binnen de lessen natuurkundedeel A in Nina (keuze-) Domein F en/of deel B1 in Nina Domein E

Als (basis voor) profielwerkstukervaringen met 6 leerlingen


Mogelijkheden:andere modules

• NLT domein B– Meten en interpreteren– Dynamische modellen– Kosmische straling (domein D, is er nog niet)

• Nina – Quantumwereld – Deeltjes en hun interacties


Mogelijkheden: differentiatie

Vrije ruimte NLTvoor bijspijkeren voorkennis natuurkunde

Opdrachtennadruk op begrips- of rekenvragen

Keuzedeel scheikunde (B2) of meer natuurkunde (B1)

AfsluitingToets en/ofInleveren werkbladen en/ofPresentatie van keuzeonderwerp


Mogelijkheden: extra

Universiteitsmuseum Utrecht www.uu.nl/museum Master the Universevanaf mei 2010met lesbrief voor onderbouw, bovenbouw

Masterclass UU www.uu.nl/beta > VWO > Masterclasses theoretische natuurkundevoorjaar / najaar 2010inclusief museumbezoek

ExcursieCERN, GenèveNikhef, Amsterdam…

http://www.uu.nl/museum

http://www.uu.nl/museum

http://www.uu.nl/beta




Ervaringen

• Op het JCU– A, B1, B2 sep-dec 09

• Op vo-scholen – A, B2 in NLT– A, B1 in NLT– pws


Ervaringen van docenten

• Leerlingen enthousiast over onderwerp

• Soms gefrustreerd door rekenwerk

• Goed te doen in begin V6

• Leuk om te laten zien dat er meer is dan klassieke natuurkunde


Ervaringen van leerlingen

“Ik vond de gehele module erg interessant.

Het woord "kwantummechanica" had ik al vaak horen vallen, maar dan meestal als iets onbegrijpbaar moeilijks.

Ik heb na de module toch het idee dat ik een stukje van deze moeilijke materie goed onder de knie heb.

Het leukste vond ik de vele verschillende elementaire deeltjes, met allemaal eigen eigenschappen.


Ervaringen van leerlingen

Wat heb je geleerd van de module?

“Hoe het periodieke systeem precies in elkaar zit.

Nu heb ik een stuk meer duidelijkheid over hoe dit systeem is bedacht, geniaal gewoon.


Ten slotte:beschikbaarheid en ondersteuning• Insturen voor certificering zomer 2010

(JCU-partnerscholen: materiaal via surfgroepen)

• Docentenhandleiding in de maak

• Nascholing via Bètasteunpunt Utrecht Zie www.betasteunpunt-utrecht.nl Workshop op Bèta onder de Dom 11 juni 2010

• Vragen? [email protected]

http://www.betasteunpunt-utrecht.nl/

mailto:[email protected]



kwantumstructuur - natuur- scheikundemodule voor 6 vwo

Education